JPH07150361A - Ｙｓｚ薄膜を用いたｓｏｉデバイスの作製法 - Google Patents
Ｙｓｚ薄膜を用いたｓｏｉデバイスの作製法Info
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- JPH07150361A JPH07150361A JP5318931A JP31893193A JPH07150361A JP H07150361 A JPH07150361 A JP H07150361A JP 5318931 A JP5318931 A JP 5318931A JP 31893193 A JP31893193 A JP 31893193A JP H07150361 A JPH07150361 A JP H07150361A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Chemically Coating (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サファイア上に配向性の良好なＹＳＺ薄膜を
低コストで作製することができ、且つ膜厚の制御性に優
れたＹＳＺバファー層の作製法を提供すること。 【構成】 サファイア上高配向なＹＳＺ薄膜を作製する
方法であって、大気圧下のエアロゾル発生器の中の容器
７に原料溶液を入れる段階と、前記容器内の原料溶液に
超音波を作用させてエアロゾル８を発生させる段階と、
エアロゾルを噴霧させる段階と、噴霧したエアロゾルを
あらかじめ加熱したサファイア１６上に噴霧してＹＳＺ
膜を成膜させる段階と、を包含する。
低コストで作製することができ、且つ膜厚の制御性に優
れたＹＳＺバファー層の作製法を提供すること。 【構成】 サファイア上高配向なＹＳＺ薄膜を作製する
方法であって、大気圧下のエアロゾル発生器の中の容器
７に原料溶液を入れる段階と、前記容器内の原料溶液に
超音波を作用させてエアロゾル８を発生させる段階と、
エアロゾルを噴霧させる段階と、噴霧したエアロゾルを
あらかじめ加熱したサファイア１６上に噴霧してＹＳＺ
膜を成膜させる段階と、を包含する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＹＳＺ薄膜を用いたＳＯ
Ｉデバイスの作製法に関する。
Ｉデバイスの作製法に関する。
【０００２】
【従来技術】絶縁層上にシリコンの単結晶膜を形成した
半導体回路素子ＳＯＩ（silicon-on-insulator) 広く使
用されている。ＳＯＩ構造はシリコンの単結晶上にＹＳ
Ｚ（yttria-stabilized-zilconia)、ＣｅＯ2 等の蛍石型
の結晶構造を持つ酸化物の高配向な薄膜を形成すること
により得ることができる。従来、高配向膜の作製には、
電子ビーム蒸着、イオンビームスパッタリング、パルス
レーザーアブレーション、ＣＶＤ、溶液法などが用いら
れている。なお、ＹＳＺ薄膜は固体電解質燃料電池の電
解質層の材料としても使用されている。
半導体回路素子ＳＯＩ（silicon-on-insulator) 広く使
用されている。ＳＯＩ構造はシリコンの単結晶上にＹＳ
Ｚ（yttria-stabilized-zilconia)、ＣｅＯ2 等の蛍石型
の結晶構造を持つ酸化物の高配向な薄膜を形成すること
により得ることができる。従来、高配向膜の作製には、
電子ビーム蒸着、イオンビームスパッタリング、パルス
レーザーアブレーション、ＣＶＤ、溶液法などが用いら
れている。なお、ＹＳＺ薄膜は固体電解質燃料電池の電
解質層の材料としても使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電子ビーム蒸着、イオ
ンビームスパッタリング、パルスレーザーアブレーショ
ン、ＣＶＤなどはいずれも真空装置が必要なため高コス
トな作製法となり、また、溶液法は膜厚の制御性に劣る
欠点がある。
ンビームスパッタリング、パルスレーザーアブレーショ
ン、ＣＶＤなどはいずれも真空装置が必要なため高コス
トな作製法となり、また、溶液法は膜厚の制御性に劣る
欠点がある。
【０００４】本発明は上述の点にかんがみてなされたも
ので、シリコン単結晶上に配向性の良好なＹＳＺ薄膜を
低コストで作製することができ、その膜厚の制御性に優
れたＳＯＩデバイスの作製法を提供することを目的とす
る。
ので、シリコン単結晶上に配向性の良好なＹＳＺ薄膜を
低コストで作製することができ、その膜厚の制御性に優
れたＳＯＩデバイスの作製法を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、シリコン単結晶上に高配向なＹＳＺ薄膜を作
製する方法であって、大気圧下のエアロゾル発生器の容
器に原料溶液を入れる段階と、前記容器内の原料溶液に
超音波を作用させてエアロゾルを発生させる段階と、、
エアロゾルを噴霧させる段階と、噴霧したエアロゾルを
予め赤外線ランプ等で加熱したシリコン単結晶上にプリ
カーサーとして噴霧してＹＳＺ膜を成膜させる段階と、
を包含することを特徴とする。
本発明は、シリコン単結晶上に高配向なＹＳＺ薄膜を作
製する方法であって、大気圧下のエアロゾル発生器の容
器に原料溶液を入れる段階と、前記容器内の原料溶液に
超音波を作用させてエアロゾルを発生させる段階と、、
エアロゾルを噴霧させる段階と、噴霧したエアロゾルを
予め赤外線ランプ等で加熱したシリコン単結晶上にプリ
カーサーとして噴霧してＹＳＺ膜を成膜させる段階と、
を包含することを特徴とする。
【０００６】
【作用】成膜作業はすべて大気圧の下で行なわれ、ま
た、基板のみ高温度に温度上昇するが、その他の部分は
室温で作動するので、作業が簡単でし易くなる。
た、基板のみ高温度に温度上昇するが、その他の部分は
室温で作動するので、作業が簡単でし易くなる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例について説明する。
【０００８】図１は本発明のＹＳＺ薄膜を用いたＳＯＩ
デバイスの作製法を実施する装置の概略構成を示す斜視
図である。
デバイスの作製法を実施する装置の概略構成を示す斜視
図である。
【０００９】エアロゾル発生器１は水を入れた密封容器
であり、該エアロゾル発生器１の内部の底に超音波振動
子１７が取り付けられ、また、この水の上にＹ、Ｚｒを
含む原料溶液９を入れた椀状容器７が浮かんでいる。前
記エアロゾル発生器１の一端にキャリアガス送入管２が
連結され、他端にエアロゾル給送管３が取り付けられて
いる。
であり、該エアロゾル発生器１の内部の底に超音波振動
子１７が取り付けられ、また、この水の上にＹ、Ｚｒを
含む原料溶液９を入れた椀状容器７が浮かんでいる。前
記エアロゾル発生器１の一端にキャリアガス送入管２が
連結され、他端にエアロゾル給送管３が取り付けられて
いる。
【００１０】Ｔ字形反応管１０は１本の直立支管１１と
２本の水平支管１２からなり、透明な石英ガラスで作ら
れ、その３個の開口はシリコンゴムで作った栓１３によ
り塞がれている。直立支管１１の開口に嵌めた栓１３を
エアロゾル給送管３の一端が貫通し、このエアロゾル給
送管３の端部にエアロゾル噴霧管４が摺動自在に嵌合し
ている。エアロゾル給送管３はゴムホース、ガラス管や
ポリマチューブ等で作られ、エアロゾル噴霧管４は石英
ガラスで作られている。
２本の水平支管１２からなり、透明な石英ガラスで作ら
れ、その３個の開口はシリコンゴムで作った栓１３によ
り塞がれている。直立支管１１の開口に嵌めた栓１３を
エアロゾル給送管３の一端が貫通し、このエアロゾル給
送管３の端部にエアロゾル噴霧管４が摺動自在に嵌合し
ている。エアロゾル給送管３はゴムホース、ガラス管や
ポリマチューブ等で作られ、エアロゾル噴霧管４は石英
ガラスで作られている。
【００１１】反応管１０の内部でエアロゾル噴霧管４の
垂直方向下方にサセプター１５が水平に配置され、この
サセプター１５の上面に基板としてのシリコン単結晶１
６が載置されている。サセプター１５はＮｉ等の金属で
作られている。
垂直方向下方にサセプター１５が水平に配置され、この
サセプター１５の上面に基板としてのシリコン単結晶１
６が載置されている。サセプター１５はＮｉ等の金属で
作られている。
【００１２】シリコン単結晶１６はエアロゾル噴霧管４
の噴霧口５の直下に位置決めされている。シリコン単結
晶１６とエアロゾル噴霧管４の噴霧口５との間隔Ｈはエ
アロゾル噴霧管４を上下に摺動させることにより調節す
ることができ、間隔Ｈを１〜２cmまで短縮することがで
きる。
の噴霧口５の直下に位置決めされている。シリコン単結
晶１６とエアロゾル噴霧管４の噴霧口５との間隔Ｈはエ
アロゾル噴霧管４を上下に摺動させることにより調節す
ることができ、間隔Ｈを１〜２cmまで短縮することがで
きる。
【００１３】Ｔ字型反応管１０の左右２本の水平支管１
２の開口にはめた栓１３をそれぞれ排気管１４が貫通し
ている。
２の開口にはめた栓１３をそれぞれ排気管１４が貫通し
ている。
【００１４】Ｔ字型反応管１０の外部においてサセプタ
ー１５の直下に、サセプター１５の加熱器として赤外線
ランプ６が配置されている。
ー１５の直下に、サセプター１５の加熱器として赤外線
ランプ６が配置されている。
【００１５】本発明のＹＳＺ（イットリア安定化ジルコ
ニア）を成膜する工程を順番に説明する。 （１）大気圧下のエアロゾル発生器１の中の容器７にオ
クチル酸塩、ナフテン酸塩などの金属塩を原料溶液９と
して入れる。 （２）超音波振動子１７を作動させて超音波を発生する
と、原料溶液９のエアロゾル８を発生する。 （３）キャリアガスとしての空気がキャリアガス送入管
２を通じてエアロゾル発生器１の中に供給される。 （４）エアロゾル発生器１の中で発生したエアロゾル８
はキャリアガスに乗ってエアロゾル給送管３及びエアロ
ゾル噴霧管４の中を通過して大気圧下の反応管１０に入
る。 （５）超音波でミスト化した金属塩のエアロゾル８をプ
リカーサーとしてエアロゾル噴霧管４からシリコン単結
晶１６の上面に垂直に噴霧する。あらかじめ赤外線ラン
プ６を作動させることによりサセプター１５が既に加熱
され、その上のシリコン単結晶１６は約７７０°Ｃに温
度上昇している。したがって、エアロゾル８はシリコン
単結晶１６に衝突した瞬間に熱分解して成膜作用を行な
う。 （６）反応管１０の中に発生する排出ガスは排気管１４
を通じて外部に排出される。 （７）このようにして、シリコン単結晶１６上に良質の
ＹＳＺ薄膜が成膜される。
ニア）を成膜する工程を順番に説明する。 （１）大気圧下のエアロゾル発生器１の中の容器７にオ
クチル酸塩、ナフテン酸塩などの金属塩を原料溶液９と
して入れる。 （２）超音波振動子１７を作動させて超音波を発生する
と、原料溶液９のエアロゾル８を発生する。 （３）キャリアガスとしての空気がキャリアガス送入管
２を通じてエアロゾル発生器１の中に供給される。 （４）エアロゾル発生器１の中で発生したエアロゾル８
はキャリアガスに乗ってエアロゾル給送管３及びエアロ
ゾル噴霧管４の中を通過して大気圧下の反応管１０に入
る。 （５）超音波でミスト化した金属塩のエアロゾル８をプ
リカーサーとしてエアロゾル噴霧管４からシリコン単結
晶１６の上面に垂直に噴霧する。あらかじめ赤外線ラン
プ６を作動させることによりサセプター１５が既に加熱
され、その上のシリコン単結晶１６は約７７０°Ｃに温
度上昇している。したがって、エアロゾル８はシリコン
単結晶１６に衝突した瞬間に熱分解して成膜作用を行な
う。 （６）反応管１０の中に発生する排出ガスは排気管１４
を通じて外部に排出される。 （７）このようにして、シリコン単結晶１６上に良質の
ＹＳＺ薄膜が成膜される。
【００１６】上記作業において、赤外線ランプ６により
サセプター１５のみが加熱され、反応管１０は加熱され
ない。シリコン単結晶１６の表面とエアロゾル噴霧管４
の噴霧口５との間隔Ｈを張設することにより、エアロゾ
ル８のシリコン単結晶１６上のみに衝突して熱分解する
ように調節することができる。上記作業はすべて大気圧
のもとで行なわれ、真空中で作業する必要がなく、また
前述のようにシリコン単結晶１６は約７７０°Ｃに温度
上昇するが、その他の部分は室温で作業ができる。
サセプター１５のみが加熱され、反応管１０は加熱され
ない。シリコン単結晶１６の表面とエアロゾル噴霧管４
の噴霧口５との間隔Ｈを張設することにより、エアロゾ
ル８のシリコン単結晶１６上のみに衝突して熱分解する
ように調節することができる。上記作業はすべて大気圧
のもとで行なわれ、真空中で作業する必要がなく、また
前述のようにシリコン単結晶１６は約７７０°Ｃに温度
上昇するが、その他の部分は室温で作業ができる。
【００１７】上記実施例において、反応管１０はＴ字状
のものを使用したが、その他の形状のものでもよく、例
えば、２本の水平支管１２のかわりに４本や８本等の水
平支管を使用してもよい。要は直立支管１１の中にエア
ロゾル噴霧管４を垂直に配置し、その直下にシリコン単
結晶１６を水平に配置することが大切である。
のものを使用したが、その他の形状のものでもよく、例
えば、２本の水平支管１２のかわりに４本や８本等の水
平支管を使用してもよい。要は直立支管１１の中にエア
ロゾル噴霧管４を垂直に配置し、その直下にシリコン単
結晶１６を水平に配置することが大切である。
【００１８】次に本発明の方法をシリコン単結晶（１１
１）基板上で実施した場合の実験例を示す。
１）基板上で実施した場合の実験例を示す。
【００１９】実験仕様を次表に示す。
【００２０】
【表１】 図２は上記実験で作製した薄膜のＸ線回析の結果を示す
グラフである。
グラフである。
【００２１】図２において、（ａ）曲線は基板温度が６
００°Ｃ、（ｂ）曲線は同６５０°Ｃ、（ｃ）曲線は同
７００°Ｃ、（ｄ）曲線は同７５０°Ｃの各温度におけ
る薄膜の配向性を示している。このグラフから基板温度
が高いほど（１１１）面に優先配向していることが分か
る。
００°Ｃ、（ｂ）曲線は同６５０°Ｃ、（ｃ）曲線は同
７００°Ｃ、（ｄ）曲線は同７５０°Ｃの各温度におけ
る薄膜の配向性を示している。このグラフから基板温度
が高いほど（１１１）面に優先配向していることが分か
る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明のＹＳＺ薄膜
を用いたＳＯＩデバイスの作製法では、赤外線を用いて
透明石英管の内部のサセプターを加熱することでシリコ
ン単結晶のみを高温度に昇温できるようにし、かつエア
ロゾルの噴霧口をシリコン単結晶から１〜２cmの近さま
で近付けるようにし、さらに超音波を用いて溶液を微粒
化する構成にしたので次のような優れた効果が得られ
る。 （１）成膜作業はすべて大気圧のもとで行われ、また、
シリコン単結晶のみは７７０°Ｃに温度上昇するが、そ
の他の部分は室温で作動する構成となっているので、装
置が簡単、廉価で作業がし易い。 （２）この装置により緻密で均質な高配向なＹＳＺ薄膜
を成膜することができる。 （３）特に、原料の金属塩として金属石けんを用いると
配向性の良好な薄膜が得られる。
を用いたＳＯＩデバイスの作製法では、赤外線を用いて
透明石英管の内部のサセプターを加熱することでシリコ
ン単結晶のみを高温度に昇温できるようにし、かつエア
ロゾルの噴霧口をシリコン単結晶から１〜２cmの近さま
で近付けるようにし、さらに超音波を用いて溶液を微粒
化する構成にしたので次のような優れた効果が得られ
る。 （１）成膜作業はすべて大気圧のもとで行われ、また、
シリコン単結晶のみは７７０°Ｃに温度上昇するが、そ
の他の部分は室温で作動する構成となっているので、装
置が簡単、廉価で作業がし易い。 （２）この装置により緻密で均質な高配向なＹＳＺ薄膜
を成膜することができる。 （３）特に、原料の金属塩として金属石けんを用いると
配向性の良好な薄膜が得られる。
【図１】本発明のＹＳＺ薄膜を用いたＳＯＩデバイスの
作製法を実施する装置の概略構成を示す一部断面斜視図
である。
作製法を実施する装置の概略構成を示す一部断面斜視図
である。
【図２】本発明の方法を使用して実施したときの基板温
度に基づく薄膜の配向性の変化を示すグラフである。
度に基づく薄膜の配向性の変化を示すグラフである。
１ Ｔ字型反応管 ２ キャリアガス送入管 ３ エアロゾル給送管 ４ エアロゾル噴霧管 ５ 噴霧口 ６ 赤外線ランプ ７ 椀状容器 ８ エアロゾル ９ 原料溶液 １０ Ｔ字型反応管 １１ 直立支管 １２ 水平支管 １３ 栓 １４ 排気管 １５ サセプター １６ シリコン単結晶 １７ 超音波振動子
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン単結晶上に高配向なＹＳＺ薄膜
を作製する方法であって、大気圧下のエアロゾル発生器
の中の容器に原料溶液を入れる段階と、前記容器原料溶
液に超音波を作用させてエアロゾルを発生させる段階
と、エアロゾルをあらかじめ加熱したシリコン単結晶上
に噴霧してＹＳＺ膜を成膜させる段階と、を包含するこ
とを特徴とするＹＳＺ薄膜を用いたＳＯＩデバイスの作
製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318931A JPH07150361A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Ｙｓｚ薄膜を用いたｓｏｉデバイスの作製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5318931A JPH07150361A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Ｙｓｚ薄膜を用いたｓｏｉデバイスの作製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150361A true JPH07150361A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=18104589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318931A Withdrawn JPH07150361A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | Ｙｓｚ薄膜を用いたｓｏｉデバイスの作製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07150361A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6653211B2 (en) | 2001-02-09 | 2003-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor substrate, SOI substrate and manufacturing method therefor |
| JP2006294517A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Ｇａ系固体電解質材料の製造方法 |
| JP2006310190A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Dainippon Printing Co Ltd | プロトン伝導形燃料電池及びその製造方法 |
| KR100653725B1 (ko) * | 2004-10-01 | 2006-12-04 | 주식회사 신안에스엔피 | 오엘이디용 아이티오 박막 연마장치 |
| JP2007238394A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 金属酸化物膜の製造方法、および、金属酸化物膜の製造装置 |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP5318931A patent/JPH07150361A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6653211B2 (en) | 2001-02-09 | 2003-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor substrate, SOI substrate and manufacturing method therefor |
| US6841490B2 (en) | 2001-02-09 | 2005-01-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor substrate, SOI substrate and manufacturing method therefor |
| KR100653725B1 (ko) * | 2004-10-01 | 2006-12-04 | 주식회사 신안에스엔피 | 오엘이디용 아이티오 박막 연마장치 |
| JP2006294517A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-10-26 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Ｇａ系固体電解質材料の製造方法 |
| JP2006310190A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Dainippon Printing Co Ltd | プロトン伝導形燃料電池及びその製造方法 |
| JP2007238394A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Dainippon Printing Co Ltd | 金属酸化物膜の製造方法、および、金属酸化物膜の製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |